BAB I

PENDAHULUAN

Batubara adalah berupa sedimen organik bahan bakar hidrokarbon padat yang

terbentuk dari tumbuh-tumbuhan yang telah mengalami pembusukan secara biokimia,

kimia dan fisika dalam kondisi bebas oksigen yang berlangsung pada tekanan serta

temperatur tertentu pada kurun waktu yang sangat lama. Di Indonesia

sendiri,penyebaran batubara sudah cukup merata baik di Indonesia bagian barat

maupun bagian timur.Kebanyakan batubara terdapat di pulau Sumatra dan pulau

Kalimantan. Persebaran batubara di Indonesia ditunjukkan oleh gambar 1 berikut :

Gambar 1. Persebaran Batubara di Indonesia

Batubara merupakan komoditi galian yang telah banyak memberikan

konstribusi dalam penerimaan devisa maupun perannya dalam menggerakkan roda

perekonomian nasional.Batubara merupakan salah satu sumber daya alam yang

1

sangat potensial untuk dikelola dan dimanfaatkan.Pengelolaan dan pemanfaatnya

harus dilakukan semaksimal mungkin agar dapat dinikmati oleh seluruh rakyat

Indonesia.Yang paling penting lagi,batubara merupakan sumber daya energi tidak

terbaharukan. Indonesia sebagai salah satu negara dengan jumlah batuabara terbesar

di dunia sudah mengetahui hal itu, oleh karena itu,Indonesia mencanangkan untuk

penggunaan batubara sebagai bahan bakar utama nasional mencapai 35% pada tahun

2025.

Manfaat batubara ialah sebagai berikut

Pengembangan briket kokas dari batubara dan green coke untuk pengecoran

logam untuk produksi baja dan besi

Pengembangan briket bio

Bahan bakar pembangkit listrik sebagai substitusi dari minyak bumi.

Bahan bakar cair

Pemanfaatan batubara menjadi kokas sangatlah prospektif karena kebutuhan kokas

untuk industry semakin meningkat seiring dengan perkembangan industry besi dan

baja dunia, termasuk Indonesia.

2

BAB II

PEMBAHASAN

A. Definisi Kokas

Kokas merupakan hasil pirolisis dari bahan organik dengan kandungan karbon

yang sangat tinggi yang mana setidaknya bagian di dalam kokas tersebut telah

melewati fase cair atau kristal-cair selama proses karbonisasi dan terdiri dari karbon

non-grafit. Kebanyakan bahan-bahan pembentuk kokas adalah karbon yang dapat

berbentuk grafit. Struktur mereka adalah campuran dari tekstur optik dengan

berbagai ukuran, dari isotropik optik hingga anisotropi (-200um diameter). (Bahan

Bacaan OJT CE Meter) Kokas merupakan produk yang terbesar tonasenya hasil

destilasi batubara. Kebutuhan akan kokas bergantung pada kebutuhan akan baja.

Kira-kira 98 persen produksi ter batubara didapat dari tanur hasil sampingan. Dewasa

ini, dengan banyaknya aromatik yang dihasilkan industri migas, hasil utama distilasi

batubara beralih menjadi penyediaan kokas untuk industri baja. Walaupun kokas

dapat juga dibuat dari migas, ada dua macam prosedur pengkokasan batubara, yaitu

proses sarang tawon (bee – hive) dan proses hasil samping (by – product). Proses

sarang tawon merupakan proses yang sangat kuno. Pada tabor hasil sampingan,

muatan berupa batubara, yang campurannya diatur dengan teliti, dipanaskan dari dua

sisi sehingga kalor mengalir ke tengah, dengan demikian menghasilkan kokas yang

lebih kecil dan lebih padat dari yang dihasilkan pada tanur sarang tawon. (George T.

Austin, 1985)

Bila batubara dipirolisis atau di destilasi dengan memanaskannya tanpa

kontak dengan udara, ia akan terkonversi menjadi zat padat, cair, dan gas. Dalam

prakteknya, suhu tanur dijaga diatas 900º C, tetapi bisa juga berkisar antara 500º C

sampai 1000º C. Produk utamanya (menurut beratnya) adalah kokas. Jika unit itu

3

menggunakan suhu 450º C sampai 700º C, proses tersebut disebut karbonisasi suhu

rendah (low- temperature carbonization), sedangkan pada suhu diatas 900º C, disebut

karbonisasi suhu tinggi (high- temperature carbonization). Kokas merupakan bahan

baku dalam pembuatan anoda karbon yang akan digunakan dalam proses elektrolisis

sebagai kutub positif. (Bahan bacaan OJT CE Meter)

Jenis-jenis kokas dapat dijabarkan sebagai berikut :

Green Coke adalah hasil karbonisasi padatan yang utama yang dihasilkan

dari pemanasan fraksi karbon pada temperatur dibawah 9000K (juga disebut

kokas baku)

Calcined Coke adalah kokas yang berasal dari minyak bumi atau kokas dari

hasil pengolahan batubara dengan sebuah fraksi massa dari hidrogen kurang

dari 0,1% berat. Kokas jenis ini dihasilkan melalui pemanasan dari Green

Coke hingga suhu kira-kira 1600 K.

Petroleum Coke adalah hasil karbonisasi dari fraksi didih karbon yang

terbentuk dalam proses pengolahan minyak bumi

Coal Derived Pitch Coke adalah hasil karbonisasi padatan yang paling

utama dalam industri yang dihasilkan dari coal-tar-pitch atau ter (aspal).

Metallurgical Coke yang dihasilkan melalui karbonisasi batubara atau

campuran batubara pada temperatur hingga diatas 1400 K untuk

menghasilkan bahan karbon makroporos yang kuat.

Delayed Coke adalah bentuk yang paling umum digunakan untuk hasil

karbonisasi utama pada fraksi didih hidrokarbon melalui proses pemasakan

kokas. Delayed Coke memiliki tingkat grafit yang lebih baik dibandingkan

dengan kokas yang dihasilkan dengan proses lain bahkan dengan bahan

dasar yang sama. Hasil utama dari delayed coke ini adalah sponge coke dan

needle coke. Shot coke juga dihasilkan seperti timbunan bola dengan

diameter 1-2 mm, tapi tidak memiliki nilai jual.

4

Sponge Coke memiliki tekstur optik yang tak-terorientasi (tak-terarah) dan

digunakan sebagai pengisi untuk elektroda pada industri aluminium.

Needle Coke adalah bentuk umum yang digunakan untuk kokas jenis

khusus dengan tingkat grafit yang tinggi yang dihasilkan dari struktur

mikrokristal yang dimilikinya.

(Harry Marsh, 1989)

B. Manfaat Kokas

Kegunaan kokas adalah dalam proses peleburan besi adalah sebagai berikut:

1. Sebagai bahan bakar untuk memproduksi energi panas supaya berlangsungnya

reaksi kimia dalam proses peleburan.

2. Sebagai agen pereduksi untuk penyedia gas carbon monoksida (CO) pada

proses mereduksi biji besi (iron ore) menjadi besi murni (pig iron).

3. Sebagai tempat tumpuan untuk proses pemisahan antara besi cair (hot metal)

dengan abu cair (slag).

Kokas digunakan terutama untuk melebur bijih besi dan bahan besi lainnya

dalam blast furnace, bertindak baik sebagai sumber panas dan sebagai bahan kimia

pereduksi, untuk memproduksi pig iron, atau logam panas. Kokas, bijih besi, dan

batu kapur dimasukkan ke dalam blast furnace, yang bekerja secara terus menerus.

Udara panas ditiupkan ke dalam tungku untuk membakar kokas, yang berfungsi

sebagai sumber panas dan oksigen, sebagai zat pereduksi untuk menghasilkan besi

metalik. Dalam penyediaan panas ini, secara kimiawi dapat mengubah bijih yang

seperti batu menjadi bentuk logam cair. Kokas juga membantu memisahkan gas dari

logam cair. Sementara gas naik di dalam tungku, logam cair tenggelam ke bawah

dimana ia akan diambil untuk diproses lebih lanjut menjadi baja. Kapur bertindak

5

sebagai fluks dan juga menyatu dengan kotoran untuk membentuk terak. Industri baja

menggunakan kokas sebagai sumber panas untuk menghasilkan logam cor. Industri

lainnya menggunakan kokas untuk peleburan batuan fosfat untuk menghasilkan unsur

fosfor dan produksi kalsium karbida.

Gambar 2. Proses Pemanfaatan Kokas di Industri Besi dan Baja

4. Penggunaan sebagai bahan bakar

Penggunaan petroleum coke sebagai bahan bakar umumnya masuk

kepada dua kategori, bahan bakar untuk pembangkit tenaga uap dan bahan

bakar untuk pabrik semen. Untuk penggunaan ini, kokas biasanya dicampur

dengan batubara bitumen atau digunakan dalam kombinasi dengan minyak

atau gas. Pada umumnya, kokas sebagai bahan bakar digunakan dalam

6

kombinasi dengan batubara bitumen memiliki keuntungan sebagai berikut

disamping batubara bitumen itu sendiri :

a. Grinding (penggilingan). Kokas lebih mudah untuk digiling daripada

batubara bitumen, dihasilkan dengan biaya penggilingan yang lebih

murah dan tidak perlu perawatan yang lebih.

b. Nilai Pemanasan (Heating Value). Nilai pemanasan dari petroleum

coke adalah lebih dari 14.000 Btu/lb, dibandingkan dengan 9000

sampai 12.500 Btu/lb untuk batubara.

c. Kandungan abu. Kandungan abu yang sangat rendah (kurang dari 0,5

persen berat) dari kokas menghasilkan biaya pengolahan yang lebih

murah.

5. Penggunaan Untuk Elektroda

Kadar sulfur yang rendah, sponge coke dengan kadar logam yang

rendah, setelah proses kalsinasi, dapat digunakan untuk membuat anoda pada

industri aluminium. Industri aluminium merupakan industri satu-satunya yang

mengkonsumsi kokas paling banyak. Untuk setiap pon dari aluminium yang

dihasilkan melalui proses peleburan hampir ½ lb dari kokas hasil kalsinasi

yang digunakan. Needle coke merupakan petroleum coke yang paling banyak

dipesan yang dihasilkan dari bahan aromatik dengan kandungan sulfur yang

rendah. Penggunaan utama dari needle coke yang dkalsinasi adalah pada

pembuatan elektroda grafit untuk dapur elektrik pada industri baja. (Robert A.

Meyers, 1986)

7

C. Proses Pembuatan Kokas

Kokas dibuat dengan cara karbonisasi. Karbonisasi adalah suatu proses untuk

menaikkan kadar karbon padat dan menghilangkan zat terbang (volatile matter) yang

terkandung dalam batubara serendah mungkin sehingga dihasilkan semi kokas atau

kokas dengan kandungan zat terbang yang ideal 8-15% dengan nilai kalori yang

cukup tinggi di atas 6.000 kkal/kg. Kandungan zat terbang berhubungan erat dengan

kelas batubara, makin tinggi zat terbangnya maka makin rendah kelas batubara,

karena zat terbang akan mempercepat pembakaran karbon padatnya. Dengan

karbonisasi juga akan menghasilkan produk akhir yang tidak berbau dan berasap.

Proses karbonisasi dapat merupakan reaksi endoterm atau eksoterm

tergantung pada temperatur dan proses reaksi yang sedang terjadi. Secara umum hal

ini dipengaruhi oleh hubungan temperatur karbonisasi, sifat reaksi, perubahan

fisik/kimiawi yang terjadi. Perubahan fisika terdiri atas pelunakan, aliran material,

penggabungan dan pengerasan, sedangkan perubahan kimia terdiri atas perekahan

polimerisasi dan penguapan.

Karbonisasi batubara adalah proses pemanasan batubara dengan keadaan

anaerob (tanpa oksigen) pada temperatur beberapa ratus derajat menghasilkan

material – material :

1. Karbon padat (solid residu)

Disebut semikokas/kokas jika bersifat kompak dan padat, atau

disebut char jika lebih berpori dan tidak kompak.

2. Hasil cair

Terbuat dari campuran hidrokarbon (zat arang cair) disebut tar dan

larutan yang mengandung air yang mengandung jenis bahan-bahan terlarut

yang disebut zat amoniak.

3. Hidrokarbon dan campuran lain

Dalam bentuk gas yang didinginkan ke temperatur normal.

Berdasarkan perbedaan besarnya temperatur pemanasan, proses

karbonisasi terdiri atas:

8

a. Low temperature carbonization pada suhu 500oC-700oC (1290oF)

b. Medium temperature carbonization pada suhu 700oC-900oC

c. High temperature carbonization pada suhu > 900oC (1650oF)

Proses karbonisasi dilakukan melalui dua cara:

1. Proses Karbonisasi dengan pemanasan secara langsung

Proses Karbonisasi dengan pemanasan secara langsung dalam tungku

Beehive yang berbentuk kubah. Tungku Beehive merupakan tungku yang paling tua

dimana batubara dibakar pada kondisi udara terbatas, sehingga hanya zat terbang saja

yang akan terbakar. Jika zat terbang terbakar habis, proses pemanasan

dihentikan.Kelemahannya antara lain terdapat produk samping berupa gas dan cairan

yang tidak dapat dimanfaatkan atau habis terbakar, disamping itu produktivitas

sangat rendah.

2. Karbonisasi batubara dengan pemanasan tidak langsung

Karbonisasi batubara dengan pemanasan tidak langsung atau proses distilasi

kering di mana sirkulasi udara dikontrol seminimal mungkin. Melalui dinding baja,

panas disalurkan ke dalam tanur bakar yang memuat batubara. Pada suhu sekitar

375oC - 475oC, batubara mengalami dekomposisi membentuk lapisan plastis di

sekitar dinding.

Ketika suhu mencapai 475oC - 600oC, terlihat kemunculan cairan tar dan

senyawa hidrokarbon (minyak), dilanjutkan dengan pemadatan massa plastis menjadi

semi-kokas. Pada suhu 600oC - 1100oC, proses stabilisasi kokas dimulai. Ketika

lapisan plastis sudah bertemu di tengah oven, berarti seluruh batubara telah

terkarbonasi menjadi kokas, dilanjutkan dengan proses pendinginan (quenching).

Setelah kokas selesai dibuat di oven, perlu pendinginan secepatnya supaya kokas

tersebut tidak berubah jadi abu.

Cara ini selain menghasilkan kokas juga diperoleh produk samping berupa

tar, amoniak, gas methana, gas hidrogen dan gas lainnya. Gas-gas tersebut dapat

dimanfaatkan sebagai bahan bakar. sedangkan produk cair berupa tar, amoniak dan

9

lain-lain dapat diproses lebih lanjut untuk menghasilkan bahan-bahan kimia,

umumnya berupa senyawa aromatik.

10

Gambar 3. Dapur Pembuat Kokas Batubara

11

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Indonesia kaya akan batubara sehingga sangat prospektif untuk

dikembangkan industri kokas dari batubara. Dengan Pengembangan

industri kokas diharapkan bisa menurunkan tingkat impor kokas

Indonesia yang dibutuhkan untuk industri besi dan baja. Kebutuhan

Kokas akan semakin meningkat seiring dengan berkembangnya

industri besi dan baja.

12

DAFTAR PUSTAKA

http://www.jualbatubara.com/2012/10/batubara-metalurgi.html

http://www.byantech.com/kategori-pabrik/pabrik-pengolahan-batubara/

http://www.jualbatubara.com/2012/10/manfaat-dan-kegunaan-batubara.html

http://letshare17.blogspot.com/2010/12/karbonisasi.html

http://www.tekmira.esdm.go.id/kp/Batubara/pengembanganbriketkokas.asp

http://maslatip.blogspot.com/2012/05/batubara-dan-manfaatnya.html ptba.co.id/

13